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Die Erfindung betrifft eine Absaugvorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Bauteils.
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In der Regel fällt bei einem Bearbeiten, so z. B. Bohren, von Bauteilen mit Werkzeugen Material, so z. B. Bohrstaub, Spane und Kühlschmiermittel, an, welches mittels einer Absaugung abgesaugt werden kann. Im Falle eines Bohrens des Bauteils kann ein erheblicher Aufwand notwendig sein, um eine zuverlässige Absaugung auf der Durchbruchseite, d. h. an der Austrittsstelle des Bohrwerkzeugs, des bei der Bearbeitung entstehenden Materials zu gewährleisten.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Absaugvorrichtung und ein korrespondierendes Verfahren zu schaffen, die bzw. das eine möglichst saubere und einfache Bearbeitung eines Bauteils ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt aus durch eine Absaugvorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils. Die Absaugvorrichtung weist eine Absaugglocke mit einer ersten und einer zweiten Öffnung auf. Die erste Öffnung ist während der Bearbeitung einer Oberfläche des Bauteils zugeordnet. Die zweite Öffnung ist mit einer Absaugung koppelbar. Die Absaugvorrichtung weist ferner eine Auflage aus einem flexiblen Material auf. Die Auflage ist zumindest teilweise entlang eines Umfangs im Bereich der ersten Öffnung mit der Absaugglocke gekoppelt, so dass während der Bearbeitung des Bauteils diese Auflage zwischen Absaugglocke und der Oberfläche angeordnet ist. Die Auflage weist eine Ausnehmung auf, die während der Bearbeitung des Bauteils mit der Oberfläche einen zu einer Umgebung gekapselten Hohlraum bildet. Des Weiteren weist die Absaugvorrichtung einen Absauganschluss auf, der ausgangsseitig mit der Ausnehmung bzw. während der Bearbeitung mit dem Hohlraum medienführend gekoppelt und ausgebildet ist, in dem Hohlraum einen vorgegebenen Unterdruck zu bewirken.
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Die Absaugvorrichtung ermöglicht ein Absaugen von Material, welches während der Bearbeitung, so z. B. durch Bohren, auf der gegenüberliegenden Seite in Bearbeitungsrichtung des Bauteils anfällt, auf die die Absaugvorrichtung angeordnet ist. In der Regel ist es schwierig eine zuverlässige Absaugung von Material auf einer Durchbruchsseite zu erreichen, wenn die Absaugung auf einer gegenüberliegenden Seite erfolgt, an der auch z. B. eine Bohrmaschine angesetzt wird.
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Vorzugsweise ist die zweite Öffnung der Absaugglocke mit einer Absaugung, so z. B. einem Staubsauger, gekoppelt, um das während der Bearbeitung anfallende Material abzusaugen.
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Während der Bearbeitung des Bauteils, so z. B. einem plattenförmigen Bauteil, ist die Absaugglocke mittels der Auflage mit der Oberfläche des Bauteils in Kontakt. Das heißt in den Umfangsbereichen der Absaugglocke, die die Auflage aufweisen, ist die Absaugglocke nicht in direktem Kontakt mit der Oberfläche. In den Umfangsbereichen, denen keine Auflage zugeordnet ist, kann die Absaugglocke zumindest teilweise direkt in Kontakt mit der Oberfläche stehen.
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Die Auflage ist flexibel und im Wesentlichen medienundurchlässig ausgebildet und kann sich dadurch besonders gut der Oberflächenbeschaffenheit des zu bearbeitenden Bauteils anpassen. Ferner ist die Auflage durch ihre Flexibilität besonders gut geeignet, den zu der Umgebung gekapselten, vorzugsweise luftdichten, Hohlraum mit der Oberfläche des Bauteils zu bilden. Die Auflage kann beispielsweise aus einem Gummi oder Silikon aufweisenden Material gebildet sein. Es können auch andere Materialien verwendet werden, die vorzugsweise besonders flexibel und im Wesentlichen medienundurchlässig, so z. B. luftundurchlässig, sind. Unter dem Ausdruck „im Wesentlichen medienundurchlässig” ist eine Eigenschaft des Materials der Auflage zu verstehen, die es ermöglicht, dass in dem Hohlraum ein vorgegebener Unterdruck derart bewirkt werden kann, dass die Absaugvorrichtung an der zu bearbeitenden Oberfläche anhaftet.
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Vorzugsweise bildet die zumindest teilweise entlang des Umfangs im Bereich der ersten Öffnung anliegende Auflage während der Bearbeitung einen zusammenhängenden Hohlraum, so dass eine medienführende, so z. B. luftführende, Kopplung zwischen dem Absauganschluss und diesem Hohlraum vorhanden ist. Alternativ kann der Absauganschluss auch mehrfach mit diesem zusammenhängenden Hohlraum medienführend gekoppelt sein.
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In diesem gekapselten Hohlraum kann mittels des Absauganschlusses ein Unterdruck gebildet werden. Dabei kann der Unterdruck derart vorgegeben werden, dass ein zuverlässiges Anhaften der Absaugvorrichtung an der Oberfläche des zu bearbeitenden Bauteils erreicht wird. Dieser Unterdruck wird typischerweise abhängig von dem Gewicht der Absaugvorrichtung und/oder vorhandenen Kräften, die auf die Absaugvorrichtung wirken, und/oder den zu erwartenden Leckagen z. B. Bohrungen oder Undichtigkeiten zwischen Bauteil und Auflage, vorgegeben. Dadurch, dass die Absaugvorrichtung an der Oberfläche mittels des Unterdruckes anhaftet, sind typischerweise keine weiteren Vorkehrungen erforderlich, um die Absaugvorrichtung an der zu bearbeitenden Stelle in Position zu halten.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts weist die Absaugvorrichtung mehrere Auflagen aus jeweils einem flexiblen, im Wesentlichen medienundurchlässigen Material auf. Jede Auflage ist zumindest teilweise entlang eines Umfangs im Bereich der ersten Öffnung mit der Absaugglocke gekoppelt. Die jeweilige Auflage weist eine Ausnehmung auf, die jeweils während der Bearbeitung des Bauteils mit der Oberfläche einen jeweiligen zu einer Umgebung gekapselten Hohlraum bildet. Die Absaugvorrichtung weist fernen einen Absauganschluss auf, der ausgangsseitig mit der jeweiligen Ausnehmung bzw. während der Bearbeitung mit dem jeweiligen Hohlraum separat medienführend gekoppelt ist. Dies hat den Vorteil, dass auch bei einem Haftungsversagen einer Auflage, eine Haftung der gesamten Absaugvorrichtung durch die anderen noch haftenden Auflagen weiterhin gewährleistet ist. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Absaugung.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst die Absaugvorrichtung mehrere Absauganschlüsse. Jedem Absauganschluss ist zumindest eine Auflage zugeordnet. Das heißt, die Anzahl der Auflagen korrespondiert zu der Anzahl der Absauganschlüsse als auch zu der Anzahl separater Hohlräume.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist der jeweilige Absauganschluss derart ausgebildet, dass mittels eines vorgegebenen, an dem jeweiligen Absauganschluss eingangsseitig anliegenden Luftmassenstroms, ausgangsseitig ein Unterdruck erzeugbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der in dem Hohlraum bzw. Hohlräumen gebildeter Unterdruck besonders einfach hergestellt werden kann. In der Regel umfasst eine Fertigungsstätte, so z. B. eine Fertigungshalle, einen Luftdruckanschluss, der mit einem Luftkompressor gekoppelt ist. Der jeweilige Absauganschluss kann dabei nach dem Venturi-Prinzip ausgebildet sein und bspw. eine entsprechende Venturi-Düse aufweisen, die mittels eines bereitgestellten, vorgegebenen Luftmassenstromes einen Unterdruck im zugeordneten Hohlraum erzeugt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die Absaugglocke transparent ausgebildet. Dies ermöglicht eine genaue Positionierung der Absaugvorrichtung an der zu bearbeitenden Stelle. Dabei kann beispielsweise die Absaugglocke aus einem transparenten Kunststoff ausgebildet sein.
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in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts weist die Absaugglocke eine dritte Öffnung auf, die im Bereich der ersten Öffnung angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Durchmesser der ersten und zweiten Öffnung. Dies ermöglicht eine zuverlässige Abführung des Materials ohne dass sich die Absaugvorrichtung selbst durch die mit der zweiten Öffnung gekoppelte Absaugung an der Oberfläche des Bauteils festsaugt und ein unzureichender Luftstrom erzeugt wird.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem zweiten Aspekt aus durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Bauteils mittels einer Absaugvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt. Bei dem Verfahren wird zunächst das zu bearbeitende Bauteil bereitgestellt. Die Absaugglocke wird mit der ersten Öffnung zu einer ersten Oberfläche des Bauteils ausgerichtet und derart relativ dazu angeordnet, dass die Ausnehmung zumindest einer Auflage der Absaugvorrichtung einen im Wesentlichen zu der Umgebung gekapselten Hohlraum mit einem Teil der ersten Oberfläche des Bauteils bildet. Mittels zumindest eines zugeordneten Absauganschlusses der Absaugvorrichtung wird ein Unterdruck in dem jeweiligen Hohlraum vorgegeben.
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Das Verfahren ermöglicht eine besonders zuverlässige Absaugung des bei der Bearbeitung entstehenden Materials. Dabei können die beschriebenen Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge abgearbeitet werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts wird die erste Oberfläche des Bauteils von einer zweiten gegenüberliegenden Seite des Bauteils her bearbeitet.
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Dieses Verfahren ermöglicht eine besonders zuverlässige Absaugung des bei der Bearbeitung entstehenden Materials.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts wird mittels der zweiten Öffnung in der Absaugglocke ein Unterdruck derart vorgegeben, dass eine Anhaftung der Absaugvorrichtung an der ersten Oberfläche des Bauteils sichergestellt ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine Absaugvorrichtung,
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2: eine zweite Absaugvorrichtung,
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3: eine dritte Absaugvorrichtung.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Absaugvorrichtung 2 in einem Querschnitt. 1 zeigt die Absaugvorrichtung 2 während einer Bearbeitung eines Bauteils 10. Das Bauteil 10 kann beispielsweise aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff bestehen. Bei der Bearbeitung des Bauteils 10 kann es sich beispielsweise um ein Bohren eines Loches in das Bauteil 10 handeln. Dabei wird vorzugsweise ein Bohrwerkzeug 32 mit vorgegebenem Durchmesser mittels einer Bohrmaschine 30 angetrieben, um in dem Bauteil 10 ein Loch herzustellen. Dabei kann während des Durchbohrens durch das Bauteil 10 auf einer Austrittsseite einer Oberfläche 14 des Bauteils 10 Material 24, so z. B. Späne, Staub, Schmiermittel Bohrstaub, freigesetzt werden, welches abhängig von dem Material ggf. gesundheitsgefährdend sein und/oder einen Arbeitsraum kontaminieren kann. Mittels der Absaugvorrichtung 2 auf der Austrittsseite der Oberfläche 14 kann dieses Material 24 zuverlässig abgesaugt werden.
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Die Absaugvorrichtung 2 umfasst eine Absaugglocke 4 mit einer ersten Öffnung 6 und einer zweiten Öffnung 8. Die erste Öffnung 6 ist der zu bearbeitenden Oberfläche 14 des Bauteils 10 zugeordnet. Die zweite Öffnung 8 der Absaugglocke 4 ist vorzugsweise mit einer Absaugung (nicht dargestellt), so z. B. einem Staubsauger, gekoppelt, um das während der Bearbeitung anfallende Material 24 mittels eines vorgegebenen Absaugstromes 34 abzusaugen.
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Des Weiteren umfasst die Absaugvorrichtung 2 eine Auflage 12, die vorzugsweise aus einem flexiblen, im Wesentlichen medienundurchlässigen Material besteht, so z. B. Gummi oder Silikon. Die Auflage 12 ist während der Bearbeitung des Bauteils 10 im Bereich der ersten Öffnung 6 zwischen der Absaugglocke 4 und der zu bearbeitenden Oberfläche 14 des Bauteils 10 angeordnet. Dabei kann die Auflage 12 vollumfänglich an der Absaugglocke 4 fest angeordnet sein, so z. B. an diese angeklebt sein. Alternativ kann die Auflage 12 aber auch nur teilweise an dem Umfang der Absaugglocke 4 angeordnet sein.
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Die Auflage 12 umfasst eine Ausnehmung 18. Diese Ausnehmung 18 bildet während der Bearbeitung des Bauteils 10 an den Kontaktstellen mit der Oberfläche 14 einen zu einer Umgebung gekapselten Hohlraum 20. Die Ausnehmung 18 und somit auch der Hohlraum 20 erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Auflage 12 und bilden eine zusammenhängende Ausnehmung 18 bzw. den zusammenhängenden Hohlraum 20.
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Die Absaugvorrichtung 2 umfasst ferner einen Absauganschluss 16, der mit der Ausnehmung 18 derart medienführend gekoppelt ist, dass während des Bearbeitens des Bauteils 10 der Hohlraum 20 mit einem vorgegebenen Unterdruck beaufschlagt werden kann. Dadurch kann die Absaugvorrichtung 2 an der Oberfläche 14 des Bauteils 10 haften bleiben, so dass eine weitere Befestigung oder Abstützung typischerweise nicht erforderlich ist. Dies hat den Vorteil, dass die Haftung mittels der Auflage 12 am Bauteil 10 unabhängig von der Anzahl der Löcher ist, die in dem von der Absaugglocke 4 abgedeckten Bereich des Bauteils 10 gebohrt werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (2) kann die Absaugvorrichtung 2 mehrere, separate Auflagen 12a, 12b umfassen. Dabei umfasst jede Auflage 12a, 12b jeweils eine Ausnehmung 18a, 18b bzw. während der Bearbeitung jeweils einen zugeordneten Hohlraum 20a, 20b. Die Hohlräume 20a, 20b sind jeweils separat ausgeführt und somit voneinander entkoppelt.
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Die Absaugvorrichtung 2 kann einen einzigen Absauganschluss 16 umfassen, der mit jeder Ausnehmung 18a, 18b separat medienführend gekoppelt ist. Alternativ kann die Absaugvorrichtung 2 mehrere Absauganschlüsse 16, 16a umfassen (gestrichelt dargestellt), wobei jede Absauganschluss 16, 16a mit einer Ausnehmung 18a, 18b jeweils einer Auflage 12a, 12b gekoppelt ist. Auch sämtliche Unterkombinationen sind dabei denkbar.
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Der jeweilige Absauganschluss 16, 16a, 16b kann beispielsweise eine Venturi-Düse aufweisen, die mit einem Luftmassenstrom eingangsseitig beaufschlagbar und mittels dessen ausgangsseitig ein Unterdruck in dem jeweiligen, zugeordneten Hohlraum 20, 20a, 20b erzeugbar ist.
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Die Absaugglocke 4 kann beispielsweise transparent ausgebildet sein, so z. B. aus einem transparenten Kunststoff bestehen.
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Darüber hinaus kann die Absaugglocke 4 zumindest eine weitere Öffnung 22 aufweisen, die einen definierten Absaugstrom 34 derart ermöglicht, dass das Material 24 zuverlässig abgesaugt wird.
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Die 3 zeigt eine weitere Absaugvorrichtung 102 mit einer Absaugglocke 104, die während einer Bearbeitung eines Bauteils 110 mit einer ersten Öffnung 106 einer Oberfläche 114 des Bauteils 110 zugeordnet ist. Mit einer zweiten Öffnung 108 ist die Absaugglocke 104 vorzugsweise mit einer Absaugung (nicht dargestellt), so z. B. einem Staubsauger, gekoppelt, um das während der Bearbeitung anfallende Material 124 abzusaugen. Bei der Bearbeitung des Bauteils 110 kann es sich beispielsweise um ein Bohren eines Loches in das Bauteil 110 handeln. Dabei wird vorzugsweise ein Bohrwerkzeug 132 mit vorgegebenem Durchmesser mittels einer Bohrmaschine 130 angetrieben, um in dem Bauteil 110 ein Loch zu erstellen.
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Die weitere Absaugvorrichtung 102 umfasst eine Auflage 112, die vorzugsweise aus einem flexiblen, im Wesentlichen medienundurchlässigen Material besteht, so z. B. Gummi oder Silikon. Die Auflage 112 ist während der Bearbeitung des Bauteils 110 im Bereich der ersten Öffnung 106 zwischen der weiteren Absaugglocke 104 und der zu bearbeitenden Oberfläche 114 des Bauteils 110 angeordnet. Die Auflage 112 ist dabei vollumfänglich an der Absaugglocke 4 fest angeordnet, so z. B. mit dieser verklebt. Die Auflage 112 dient dazu, den durch die weitere Absaugglocke 104 und der zu bearbeitenden Oberfläche 114 gebildeten Raum 140 während der Bearbeitung im Wesentlichen luftdicht abzuschließen.
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Während der Bearbeitung des Bauteils 110 wird mittels der Absaugung (nicht dargestellt) der gebildeten Raum 140 mit einem vorgegebenen Unterdruck beaufschlagt und zwar derart, dass die Absaugglocke 104 an der Oberfläche 114 des Bauteils 110 haften bleibt ohne weitere Befestigung oder Abstützung.
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Die Absaugung (nicht dargestellt) kann dabei derart ausgebildet sind, dass diese abhängig von der Anzahl der in dem Bauteil 110 erstellten Bohrlöcher 144 einen Absaugstrom 134 vorgibt, der eine zuverlässig Haftung der Absaugvorrichtung 102 an der Oberfläche 114 gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 2, 102
- Absaugvorrichtung
- 4, 104
- Absaugglocke
- 6, 106
- erste Öffnung
- 8, 108
- zweite Öffnung
- 10, 110
- Bauteil
- 12, 12a, 12b, 112
- Auflage
- 14, 114
- Oberfläche
- 16, 16a
- Absauganschluss
- 18, 18a, 18b
- Ausnehmung
- 20, 20a, 20b
- Hohlraum
- 22
- weitere Öffnung
- 24, 124
- Material
- 30, 130
- Bohrmaschine
- 32, 132
- Bohrwerkzeug
- 34, 134
- Absaugstrom
- 102
- weitere Absaugvorrichtung
- 104
- weitere Absaugglocke
- 140
- Raum
- 144
- Bohrloch
